面向空間通信的DTN路由問題研究.pdf

1、伴隨著世界各國航天事業(yè)和空間網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，建立空天地一體化信息綜合網(wǎng)絡(luò)成為各國研究熱點(diǎn)之一?？臻g通信鏈路具有鏈路易中斷、傳輸率不對稱以及消息延遲高等問題，而傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議的正常運(yùn)行則是需要鏈路連通狀態(tài)，且延時(shí)在毫秒級的情況下，顯然傳統(tǒng)因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)不能在空間環(huán)境得到很好適用。
　　DTN（Delay/Disruption Tolerant Network，DTN）延遲容忍網(wǎng)絡(luò)是由星際互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展而來。它采用“覆蓋層”

2、的思想，利用存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)（Store-Carry-Forward）的方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠傳輸。本文針對空間通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，研究空間DTN網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)路由問題，具體內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面：
　　首先，介紹了空間網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的不同特點(diǎn)，提出了DTN體系在空間網(wǎng)絡(luò)中的適用性。然后研究分析DTN體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，文中重點(diǎn)對 Bundle協(xié)議進(jìn)行了相關(guān)研究。接著論文對一些經(jīng)典DTN路由方法進(jìn)行分類，分析了基于洪泛的路由、基于知識(shí)庫的路由和

3、基于連接圖的路由思想。文章還介紹了相關(guān)仿真工具STK和ONE的運(yùn)行原理，并對一些路由性能指標(biāo)進(jìn)行說明。
　　然后，本文提出了基于節(jié)點(diǎn)效用預(yù)測的DTN路由算法-UPHR（Utility and Probabilistic Hybrid Routing，UPHR）路由算法。UPHR路由算法首先利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)相似度、中心度等概念應(yīng)用到空間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中。文中又定義了節(jié)點(diǎn)的冗余度特征，因此節(jié)點(diǎn)的效用值區(qū)分度會(huì)更加明確。

4、同時(shí)利用改進(jìn)的ProPHET算法，結(jié)合空間節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的部分規(guī)律性，把空間鏈路時(shí)序特性與概率相結(jié)合，提高對于下一跳節(jié)點(diǎn)的選擇精度。利用STK和ONE軟件對所提路由協(xié)議進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明在空間節(jié)點(diǎn)運(yùn)行規(guī)律部分可知的條件下，UPHR在消息投遞率和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面比傳統(tǒng)ProPHET性能有較大提升。
　　最后，針對空間通信環(huán)境的安全需求，研究了空間DTN路由的安全機(jī)制問題。空間網(wǎng)絡(luò)具有開放性的特點(diǎn)，所以它的路由協(xié)議更容易受到竊取、篡改等方面